KR102104607B1 - 블레이드 방식의 조류 발전기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 블레이드 방식의 조류 발전기에 관한 것으로서, 기계에너지를 전기에너지로 변환 시키는 터빈 블레이드를 다수개의 유닛 타입으로 적용하고 터빈 블레이드의 개수 및 간격을 자유롭게 선택적으로 변경할 수 있도록 함에 따라, 유수의 유속에 능동적으로 대처하여 전기에너지의 발전 효율을 향상시킬 수 있고, 터빈 블레이드를 개별 교체할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 블레이드 방식의 조류 발전기는, 회전축, 상기 회전축의 둘레를 따라 서로 이격되도록 배치되는 터빈 부를 포함하여, 유수의 흐름에 의해 제자리 회전되면서 유수의 이동에너지를 기계에너지로 변환시키는 에너지변환부, 상기 회전축과 연결되어 기계에너지를 전기에너지로 발전시키는 발전부를 포함한다.

Description

블레이드 방식의 조류 발전기{generation of electric power from tidal currents}
본 발명은 블레이드 방식의 조류 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조력 또는 수력을 이용하여 전기에너지를 발전할 수 있으며, 유지보수가 용이하고 사용상의 편의성을 제공할 수 있는 블레이드 방식의 조류 발전기에 관한 것이다.
조류발전(潮流發電)은 자연적인 유수(해류나 하천류)의 흐름을 그대로 이용하는 발전 방식으로서, 물살이 빠른 곳에 수차(터빈)를 설치해 전기를 생산하는 발전 방식을 말한다.
이는 조수간만의 차를 통해 모아둔 바닷물을 유로를 통해 반대쪽으로 흘려보내면서 수차(터빈)를 회전시켜 전기를 만드는 조력발전(潮力發電)과 구별되는 개념이다.
한편, 같은 수력(水力)을 이용하더라도 그 작용방식에 따라 다시 중력수차, 충격수차, 반동수차 등으로 구분할 수 있다. 여기서 중력수차는 댐과 같이 물의 위치에너지를 운동에너지로 바꾼 후 수차(터빈)를 회전시키는 방식 이고, 충격수차는 노즐에서 분사되는 고압의 물을 통해 수차(터빈)을 회전시키는 방식이며, 반동수차는 러너를 통과하는 물의 운동에너지와 압력을 이용하여 수차(터빈)를 회전시키는 방식이다.
이렇게 수력(水力)을 활용하여 전기를 생산하는 종래의 조력발전이나 중력수차, 충격수차 및 반동수차는 대규모로 물의 높이 차를 만들거나 고압의 물을 생성하기 위해 대단위 토목건축물 또는 인공적인 대규모 장치가 일반 적으로 요구되는 실정이다. 이는 과다한 건설비용의 투자가 필요하고 환경파괴적 요소가 존재하며, 장소적 측면에서 극히 한정된 곳에서만 활용될 수밖에 없는 문제가 있다.
따라서, 장소적 제한이 없고 대규모의 토목건축물이나 인공적인 대규모 장치가 요구되지 않아 상대적으로 비용이 저렴하고 환경친화적이며, 단순한 구조로 구현될 수 있는 조류발전에 대한 개발이 근래에 요구되고 있다.
이러한 요구에 부응하기 위한 종래기술로서, 대한민국공개특허 제10-2014-0004856호는 저렴한 비용으로 간단 하게 설치할 수 있고, 저항을 최소화하여 일정한 회전력을 유지시키며, 유수의 방향과 관계없이 가동시킬 수 있도록 한 수력발전용 반원통형 능동식 날개가 달린 수차에 관한 기술을 개시하고 있다.
종래기술을 구체적으로 살펴보면, 속이 빈 중공형으로 형성되는 수차축; 상기 수차축의 양측에 각각 부착되어 동심원상으로 적정간격을 두고 다수의 축홈을 구비하는 회전원판; 상기 양측 회전원판의 축홈에 베어링으로 회전가능하게 각각 축설되는 다수의 날개축; 상기 양측 다수의 날개축에 볼트체결로 각각 고정되는 회전소켓을 구비하여 수압으로 회전원판을 회전시키는 반원통형으로 형성된 다수의 수차날개; 상기 수차축의 양 측 외주연에 적정간격을 두고 방사상으로 각각 돌출되어 수차날개의 회전을 정지시키는 다수의 회전방지용 스토퍼를 포함한다.
이러한 선행문헌은 다수개의 수차날개가 개별적으로 날개축을 중심으로 회동하여 유수의 방향과 관계없이 가동 된다는 장점이 있으나, 다수의 부품으로 이루어지는 복잡한 구조여서 제작이나 유지 및 관리의 어려움이 상존하는 문제점이 있다.
또한, 수차 전체가 물속에 완전히 잠기도록 설치된다는 점에서 수압에 의한 부품 손상이 빈번하게 발생하지만 복잡한 구조로 인해 수리나 교체가 용이하지 못한 문제점이 있다.
그리고, 단순히 판재를 절곡하여 만들어진 반원통 형상의 수차날개는 반원통 형상의 볼록한 부분 및 오목한 부분 에서의 유속차이가 없어 양력이 발생하기 어려운 구조이고, 단지 내측의 오목한 부분에서 유수와 부딪히며 항력(抗力), 유체에 대한 물체의 상대속도의 반대방향으로 작용하는 저항력)만이 작용하게 되는 구조이다.
이러한 구조는 항력만이 이용되므로 유수의 속력 이상으로 수차를 회전시키기 어려울 뿐만 아니라 느린 유속에서 수차의 회전을 원활하게 유도할 수도 없는 구조이다.
따라서, 주어진 유수의 속력이상으로 수차의 회전을 보다 원활하게 유도하여 발전효율을 증대할 수 있으며, 유지보수가 용이한 조류발전기의 개발이 필요한 실정이다.
공개특허공보 제10-2014-0004856호
본 발명은 기계에너지를 전기에너지로 변환 시키는 터빈 블레이드를 다수개의 유닛 타입으로 적용하고 터빈 블레이드의 개수 및 간격을 자유롭게 선택적으로 변경할 수 있도록 함에 따라, 유수의 유속에 능동적으로 대처하여 전기에너지의 발전 효율을 향상시킬 수 있고, 터빈 블레이드를 개별 교체할 수 있는 블레이드 방식의 조류 발전기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 블레이드 방식의 조류 발전기는, 회전축, 상기 회전축의 둘레를 따라 서로 이격되도록 배치되는 터빈부를 포함하여, 유수의 흐름에 의해 제자리 회전되면서 유수의 이동에너지를 기계에너지로 변환시키는 에너지변환부, 상기 회전축과 연결되어 기계에너지를 전기에너지로 발전시키는 발전부를 포함하고,
상기 에너지변환부는 여러 개로 적용되며,
상기 에너지변환부들을 일체로 연결하여 일률적으로 회전시키는 회전부를 포함하고,
상기 회전부는,
상기 회전축의 양측에 각각 장착되어 함께 회전되는 제1,2회전부재, 상기 제1회전부재와 제2회전부재에 각각 무한궤도 방식으로 회전되도록 장착되는 제1,2연결부재를 포함하며,
상기 터빈부는,
상기 제1회전부재 및 제2회전부재에 서로 이격되도록 결합되는 복수개의 수직지지대 및 상기 수직지지대의 양측을 각각 연결하는 수평연결대를 포함하는 틀부재, 상기 틀부재의 내부공간에 서로 교차되도록 배치되어 다수의 구획공간을 형성하는 수직구획부재 및 수평구획부재, 상기 구획공간에 서로 이격 또는 접촉되도록 배치되는 터빈 블레이드를 포함한다.
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그리고, 상기 수평연결대 및 수평구획부재에는 터빈 블레이드의 양면을 지지하는 레일부가 각각 형성된다.
또한, 상기 수평구획부재의 레일부에는 상기 터빈 블레이드가 출입하는 출입홀이 형성되고,
상기 출입홀을 개방 또는 폐쇄하는 개폐부를 더 포함한다.
그리고, 상기 개폐부는,
상기 출입홀의 양측에 위치되도록 레일부에 결합되는 관통구, 상기 출입홀에 위치되며, 양측에 상기 관통구가 관통하는 관통홀이 형성된 개폐판, 상기 관통구에 관통설치되어 상기 개폐판을 고정하는 고정핀을 포함한다.
또한, 상기 레일부에 수용되고 상기 터빈 블레이드의 사이에 각각 배치되는 간격유지몸체, 상기 간격유지몸체의 양측으로 돌출되어 상기 터빈 블레이드를 지지하는 지지부재로 구성되는 간격유지부를 더 포함한다.
그리고, 상기 틀부재와 이격 배치되며 유수를 통과시키는 여러 개의 통과홀이 형성된 회전유도부, 상기 틀부재와 부가 회전유도부에 각각 결합되고, 상기 회전유도부를 이동시켜 틀부재와 부가 회전유도부 간의 간격을 조절하는 간격조절부, 상기 틀부재와 부가 회전유도부의 사이에 개재되며, 상기 틀부재와 회전유도부의 간격에 따라 펼쳐지거나 접히는 자바라 타입의 공간매움부를 더 포함한다.
또한, 상기 회전축과 각각 연결되어 회전력을 증폭시키는 증폭기, 상기 발전부에서 발전된 전기에너지를 축전하는 축전지를 더 포함한다.
본 발명에 따른 블레이드 방식의 조류 발전기는, 기계에너지를 전기에너지로 변환 시킬 수 있도록 하기 위한 구성을 다수개의 유닛 블레이드 타입으로 적용하고, 각각의 터빈 블레이드의 개수 및 간격을 자유롭게 선택적으로 변경할 수 있어, 유수의 유속에 능동적으로 대처하여 전기에너지의 발전 효율을 향상시킬 수 있으며, 터빈 블레이드(124)의 개별 교체나 유지보수가 가능하므로 사용상의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기를 도시한 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기를 도시한 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기를 도시한 정면도.
도 4는 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기에 적용된 터빈 블레이드가 틀부재에 설치된 예를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기에 회전유도부, 간격조절부, 공간매움부가 적용된 예를 도시한 도.
도 6은 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기에 적용된 회전유도부, 간격조절부, 공간매움부의 작동 상태를 도시한 도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기를 도시한 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기를 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기에 적용된 터빈 블레이드가 틀부재에 설치된 예를 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 블레이드 방식의 조류 발전기(1)는, 회전축(11), 회전축(11)의 둘레면에 서로 이격되도록 배치되며 유수의 흐름에 의해 회전축(11)과 일률적으로 회전될 수 있는 터빈부(12)를 포함하는 에너지변환부(10), 회전축(11)과 연결되어 기계에너지를 전기에너지로 발전시키는 발전부(20)를 포함할 수 있다.
에너지변환부(10)는 유수의 흐름에 의해 작동하여 전기에너지 발전에 필요한 기계에너지를 생성하는 기능을 수행한다.
구체적으로, 회전축(11)은 일정한 길이와 직경을 갖는 원형 막대 형상으로 형성될 수 있으며, 유수흐름부(100)에 제자리 회전 가능하게 배치될 수 있다.
유수흐름부(100)는 일종의 수로 기능을 하는 것으로, 대략 'ㄷ'자 단면 형상으로 형성되어 그 내부에 유수가 흐르는 통로(100a)가 형성된다.
유수흐름부(100)의 양측벽(101)에는 2개 한 쌍으로 구성되는 베어링하우징(B)이 형성된다.
따라서, 회전축(11)은 양측이 베어링하우징(B)의 내부에 고정된 베어링(미도시)에 지지된 상태에서 원활하게 제자리 회전될 수 있다.
터빈부(12)는 틀부재(121), 수직구획부재(122), 수평구획부재(123), 터빈 블레이드(124)를 포함하며, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수개가 회전축(11)의 둘레를 따라 일정간격으로 배치된다.
틀부재(121)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1회전부재(131) 및 제2회전부재(132)에 각각 서로 이격되도록 결합되는 여러 개의 수직지지대(1211), 수직지지대(1211)의 상단과 하단을 각각 연결하는 2개의 수평연결대(1212)를 포함하여 대략 직사각형 틀 형상을 이룬다.
수직구획부재(122) 및 수평구획부재(123)는 틀부재(121)의 내부공간에 서로 교차되도록 배치되어 다수의 구획공간을 형성한다.
그리고, 수평연결대(1212) 및 수평구획부재(123)에는 서로 대향되며 동일한 형태의 레일부(1212a,1231)가 각각 형성된다.
레일부(1212a,1231)는 각각 2개 한 쌍으로 구성되어 터빈 블레이드(124)의 양면을 지지한다. 아울러 레일부(1212a,1231)는 각각 수평연결대(1212) 및 수평구획부재(123)의 길이방향을 따라 형성되어 터빈 블레이드(124)가 슬라이딩 이동할 수 있도록 한다.
아울러, 수평구획부재(123)의 레일부(1231)에는 터빈 블레이드(124)를 선택적으로 추가 또는 제거할 수 있도록 하기 위한 출입홀(1231a)이 형성된다.
이때, 출입홀(1231a)은 하나의 터빈 블레이드(124)만 통과할 수 있는 길이를 갖거나 또는 여러 개의 터빈 블레이드(124)가 동시에 통과할 수 있는 길이를 갖도록 형성될 수 있으며, 도면에서는 하나의 터빈 블레이드(124)만 통과할 수 있는 길이로 형성된 예를 도시하였다.
그리고, 출입홀(1231a)은 개폐부(30)에 의해 개방 또는 폐쇄된다.
개폐부(30)는 관통구(31), 개폐판(32), 고정핀(33)을 포함할 수 있다.
관통구(31)는 개폐판(32)을 고정하는 것으로, 2개 한 쌍으로 구성되며, 출입홀(1231a)의 양측에 위치되도록 레일부(1231)에 결합된다.
이때, 관통구(31)는 일정한 직경과 길이를 갖도록 형성되며, 레일부(1231)에서 돌출된 구조를 이룬다.
그리고, 관통구(31)는 고정핀(33)이 통과할 수 있는 설치홀(미도시)을 갖는다.
개폐판(32)은 출입홀(1231a)을 개방 또는 폐쇄하는 것으로, 그 양측에 관통구(31)와 대향하는 관통홀이 형성된다.
따라서, 관통홀이 관통구(31)와 마주하도록 위치시킨 후, 개폐판(32)을 레일부(1231) 방향으로 가압하면, 관통구(31)가 관통홀을 관통하여 개폐판(32)의 외측으로 돌출된다.
고정핀(33)은 금속재질로 형성되는 일자형의 부재를 대략 반으로 접음으로써 형성될 수 있다.
고정핀(33)을 관통구(31)의 설치홀에 설치한 다음, 양측을 벌리면 고정핀(33)이 설치홀에서 이탈되는 것을 방지하면서 개폐판(32)을 레일부(1231)상에 안정적으로 고정할 수 있다.
터빈 블레이드(124)는 다수개가 구획공간 즉, 수평연결대(1212)와 수평구획부재(123)의 사이 및 수평구획부재(123)들의 사이에 배치된다.
터빈 블레이드(124) 각각은 전체가 납작한 직사각형 판 형상으로 형성될 수 있다.
터빈 블레이드(124)는 유닛 형태로 다수 분할되고, 2개 또는 3개가 붙어 있는 형태로 틀부재(121)와 수평구획부재(123)에 적용될 수 있다.
터빈 블레이드(124)는 개별적으로 틀부재(121)와 수평구획부재(123)에 결합 또는 분리될 수 있어, 다수개의 터빈 블레이드(124) 중 어느 하나 이상에 고장이나 파손이 발생될 경우, 해당 터빈 블레이드(124)만 용이하게 수리하거나 또는 새로운 것으로 교체하는 것이 가능하다.
그리고, 터빈 블레이드(124)의 개수를 선택적으로 자유롭게 조절할 수 있는 바, 유수의 속도에 따라 능동적으로 대처하여 전기에너지의 발전효율을 극대화 할 수 있다.
즉, 유수의 유속이 비교적 느릴 경우에는 터빈 블레이드(124)의 개수를 증가시켜 에너지변환부(10)의 회전속도가 빨라지도록 할 수 있으므로, 전기에너지의 발전 효율을 향상시킬 수 있고, 유수의 속도가 비교적 빠를 경우에는 터빈 블레이드(124)의 개수를 감소시켜도 원하는 양의 전기에너지를 발전시킬 수 있는 것이다.
그리고, 터빈 블레이드(124)의 개수를 감소시키는 만큼, 부식, 마모, 고장이 발생되는 터빈 블레이드(124)의 개수가 감소될 것이므로, 터빈 블레이드(124)를 유지보수하기 위한 상황도 비례적으로 감소되도록 할 수 있다.
부가적으로, 터빈 블레이드(124)는 유수와의 접촉에 의해 쉽게 녹슬거나 부식되지 않고 오래 사용할 수 있는 PE재질로 형성될 수 있다.
이와 같은 경우 터빈 블레이드(124)의 경량화를 이룰 수 있다. 즉, 터빈 블레이드(124)가 부력과 관련하여 무거우면 유수에 가라앉으려는 성질이 커지고, 초기회전 반응이 늦어지는 문제점이 발생될 수 있으나, 터빈 블레이를 PE 재질 제작하여 경량화 할 수 있음에 따라 상기한 문제점들을 해결할 수 있는 것이다.
부가적으로, 터빈 블레이드(124)는 흐르는 유체에 저항할 수 있도록 내부가 빈 구조로 이루어질 수 있다.
즉, 터빈 블레이드(124)는 내부에 빈 공간이 형성되어 유수에 침수된 상태에서 이동 시 부력에 의해 유수의 저항을 받게 되지만, 유수 위로 부상할 시 유수의 저항력이 소멸되기 때문에 유수 위로 올라가는 속도 즉, 회전속도가 증가된다.
따라서, 에너지변환부(10)의 전체 회전력도 증가되어 기계에너지를 전기에너지로 발전시키는 시간이 더욱 빨라진다.
부가적으로 터빈 블레이드(124)의 상측과 하측에는 레일부(1212a,1231)를 따라 슬라이딩 이동되는 슬라이더(1241)가 가 일체로 형성된다.
슬라이더(1241)는 터빈 블레이드(124)의 두께보다 작은 두께를 갖도록 형성되어, 터빈 블레이드(124)는 상측과 하측이 단차진 형상을 이룬다.
부가적으로, 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조류 발전기(1)는 터빈 블레이드(124) 간의 간격을 유지해주는 간격유지부(40)를 더 포함할 수 있다.
간격유지부(40)는 수평연결대(1212)의 레일부(1212a)와 수평구획부재(123)의 레일부(1231) 상에서 터빈 블레이드(124)들의 간격을 유지시켜 주는 것으로, 간격유지몸체(41), 지지부재(42)를 포함할 수 있다.
이때, 간격유지부(40)는 도 3과 같이 2개 한쌍으로 구성되어, 수직방향으로 서로 대향되도록 배치된 상태에서 터빈 블레이드(124)의 상,하 측을 지지하도록 구성될 수 있다.
구체적으로 간격유지몸체(41)는 일정한 높이와 폭을 갖는 사각박스 형상으로 형성될 수 있으며, 터빈 블레이드(124)의 사이에 배치된 상태에서 레일부(1212a,1231)에 볼팅 결합될 수 있다.
지지부는 간격유지몸체(41)의 양 끝단에서 직각방향으로 절곡되어, 슬라이더(1241)의 상면 또는 저면에 접촉된다.
이와 같이 간격유지부(40)를 적용하면 간격유지몸체(41)의 폭 길이에 맞게 터빈 블레이드(124)의 간격을 유지 및 고정할 수 있고, 터빈 블레이드(124)가 유수의 흐름에 의해 작동하는 과정에서 좌측 또는 우측으로 유동되는 것을 방지할 수 있다.
더욱이, 터빈 블레이드(124) 간의 간격이 불규칙할 경우, 터빈 블레이드(124)들의 사이 공간을 통과하는 유수의 양이 각기 상이해져 유수에 대한 터빈 블레이드(124)의 저항력도 불균일해지며, 이와 같은 경우 에너지변환부(10) 및 터빈 블레이드(124)의 회전력에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있는 문제점이 있다.
그러나, 본 발명은 간격유지부(40)를 통해 모든 터빈 블레이드(124) 간의 간격이 동일해지도록 할 수 있고, 이로 인해 터빈 블레이드(124) 사이의 공간 폭도 동일해지도록 할 수 있으므로, 모든 터빈 블레이드(124)들에 동일한 유수 저항력이 발생되도록 할 수 있어, 상기와 같은 문제점이 발생되지 아니하도록 할 수 있다.
이상 설명한 에너지변환부(10)는 전기에너지의 발전효율을 향상시킬 수 있도록 두개 이상으로 적용되며, 회전부(13)를 더 포함하여 일률적으로 회전될 수 있다.
회전부(13)는 제1,2회전부(13)재, 제1,2연결부재를 포함할 수 있다,
제1회전부재(131)는 회전축(11)들의 일측에 각각 장착되고, 제2회전부재(132)는 회전축(11)들의 타측에 각각 장착되어 제1회전부재(131)와 대향된다.
즉, 제1회전부재(131) 및 제2회전부재(132)는 도 3을 기준으로 회전축(11)을 사이에 두고 좌,우 방향으로 대칭되도록 배치되며, 회전축(11)과 함께 제자리 회전되면서 제1연결부재(133) 및 제2연결부재(134)에 각각 연속회전력을 제공하게 되는 것이다.
제1연결부재(133) 및 제2연결부재(134)는 각각 제1회전부재(131)와 제2회전부재(132)에 무한궤도 방식으로 회전될 수 있도록 장착되어, 여러 개의 에너지변환부(10)들이 유수의 흐름 방향에 상응하게 일률적으로 회전될 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
이때, 상기 제1회전부재(131) 및 제2회전부재(132)는 스프로켓으로 형성될 수 있고, 이에 적합하게 상기 제1연결부재(133) 및 제2연결부재(134)는 체인으로 형성될 수 있다.
다른 일 예로, 상기 제1회전부재(131) 및 제2회전부재(132)는 풀리로 형성될 수 있고, 이에 적합하게 상기 제1연결부재(133) 및 제2연결부재(134)는 밸트로 형성될 수도 있다.
다음으로, 에너지변환부(10)를 통해 전기에너지를 생성하는 방식을 설명한다.
유수흐름부(100)의 통로(100a)에 유수가 흐르면 유수에 침수된 터빈 블레이드(124)들이 유수에 밀려 회전축(11)과 터빈부(12)가 함께 제자리 회전되는데, 에너지변환부(10)들은 회전부(13)에 의해 동일한 속도로 회전되면서 기계에너지를 생성하게 된다.
그리고, 회전축(11)은 그 양측이 톱니바퀴(기어)의 치합을 통해 증폭기(80)와 연결되어, 생성된 기계 에너지를 증폭기(80)에 공급한다.
또한, 증폭기(80)는 발전부(20)의 구동수단과 연결되며, 기어의 이빨 수를 달리하는 적어도 2개 이상의 기억박스로 구성되어, 에너지변환부(10)의 회전속도를 증가시켜 발전부(20)에 전달함으로써, 전기에너지의 발전효율이 향상되도록 한다. 그리고, 발전부(20)에서 발전된 전기에너지는 축전지(90)에 저장된다.
다음으로, 도 5 및 도 6을 참고하여 본 발명에 다른 실시예를 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기에 회전유도부, 간격조절부, 공간매움부가 적용된 예를 도시한 도이고, 도 6은 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기에 적용된 회전유도부, 간격조절부, 공간매움부의 작동 상태를 도시한 도이다.
본 실시예는 전술한 구성들 이외에도 회전유도부(50), 간격조절부(60), 공간매움부(70)를 더 포함한다.
회전유도부(50)는 터빈부(12)와 함께 회전되는 것으로, 회전 시 유수흐름부(100)의 통로(100a) 바닥면과 마주하도록 수평연결대(1212)와 이격 배치된다.
회전유도부(50)는 유수에 저항하여 회전될 수 있도록 대략 직사각형 판 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 회전유도부(50)에는 유수를 통과시켜 회전유도부(50)가 유수에 저항하는 저항력을 완화시켜 주는 다수개의 통과홀(50a)이 일정간격으로 형성될 수 있다.
간격조절부(60)는 회전유도부(50)와 수평연결대(1212) 간의 간격을 조절하는 것으로, 회전유도부(50)와 수평연결대(1212)에 서로 대향되도록 결합되며, 외주연에 나선이 형성된 제1지지부재(61)와 제2지지부재(62), 제1지지부재(61)와 제2지지부재(62)의 사이에 체결되는 체결부재(63)를 포함할 수 있다.
이러한 간격조절부(60)는 턴버클 원리를 이용하여 회전유도부(50)와 수평연결대(1212) 간의 간격을 조절하는 것으로, 체결부재(63)의 내부 중앙부분을 기준으로 상측과 하측에 오른나선(미도시)과 왼나선(미도시)이 각각 형성되어 있으며, 그 내부는 관통된다.
따라서, 제1지지부재(61)에는 체결부재(63)의 오른나선에서 이동되도록 외주면에 왼나선이 형성되고, 제2지지부재(62)에는 체결부재(63)의 왼나선에서 이동되도록 외주면에 오른나선이 형성된다.
체결부재(63)는 회전작동을 통해 지지부재(42)에 체결되는 바, 그 회전작동을 용이하기 위해 중앙부분 둘레면을 따라 복수개의 홀(미도시)이 형성될 수 있다.
따라서, 홀에 드라이버나 막대기 같은 도구를 삽입하여 체결부재(63)를 정방향 또는 역방향으로 용이하게 회전시키면 된다.
그리고, 체결부재(63)를 정방향으로 회전시키면 제1지지부재(61)와 제2지지부재(62)가 체결부재(63)의 나선에 체결되어 중앙을 향해 이동되고, 이로 인해 수평연결대(1212)와 회전유도부(50) 간의 간격이 좁아진다.
이와 반대로 체결부재(63)를 역방향으로 회전시키면 제1지지부재(61)와 제2지지부재(62)가 각각 체결부재(63)의 중앙과 멀어지는 방향으로 이동되고, 이로 인해 수평연결대(1212)와 회전유도부(50) 간의 간격이 멀어진다.
따라서, 이러한 원리를 통해 유수흐름부(100)의 통로(100a) 높이에 대응되게 회전유도부(50)의 높낮이를 조절하면 된다.
즉, 유수흐름부(100)의 통로(100a) 높이가 낮을 경우 체결부재(63)를 정 방향으로 회전시키면 되고, 유수흐름부(100)의 통로(100a) 높이가 높을 경우에는 체결부재(63)를 역 방향으로 회전시켜 회전유도부(50)도 유수에 충분한 영향을 받도록 하면 된다.
공간매움부(70)는 수평연결대(1212)와 회전유도부(50)의 사이에 개재되며, 자바라 타입으로 형성되어 수평연결대(1212)와 회전유도부(50)의 간격에 따라 펼쳐지거나 접혀 수평연결대(1212)와 회전유도부(50)의 사이 빈 공간을 매우고, 회전유도부(50)와 함께 유수의 영향을 받아 에너지변환부(10)가 보다 원활하게 회전되도록 한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 블레이드 방식의 조류 발전기 10 : 에너지변환부
11 : 회전축 12 : 터빈부
121 : 틀부재 1211 : 수직지지대
1212 : 수평연결대 1212a, 1231 : 레일부
122 : 수직구획부재 123 : 수평구획부재
1231a : 출입홀 124 : 터빈 블레이드
1241 : 슬라이더 13 : 회전부
131 : 제1회전부재 132 : 제2회전부재
133 : 제1연결부재 134 : 제2연결부재
20 : 발전부 30 : 개폐부
31 : 관통구 32 : 개폐판
33 : 고정핀 40 : 간격유지부
41 : 간격유지몸체 42 : 지지부재
50 : 회전유도부 50a : 통과홀
60 : 간격조절부 61 : 제1지지부재
62 : 제2지지부재 63 : 체결부재
70 : 공간매움부 80 : 증폭기
90 : 축전지 100 : 유수흐름부

Claims (7)

  1. 회전축, 상기 회전축의 둘레를 따라 서로 이격되도록 배치되는 터빈부를 포함하여, 유수의 흐름에 의해 제자리 회전되면서 유수의 이동에너지를 기계에너지로 변환시키는 에너지변환부,
    상기 회전축과 연결되어 기계에너지를 전기에너지로 발전시키는 발전부를 포함하고,
    상기 에너지변환부는 여러 개로 적용되며,
    상기 에너지변환부들을 일체로 연결하여 일률적으로 회전시키는 회전부를 포함하고,
    상기 회전부는,
    상기 회전축의 양측에 각각 장착되어 함께 회전되는 제1,2회전부재,
    상기 제1회전부재와 제2회전부재에 각각 무한궤도 방식으로 회전되도록 장착되는 제1,2연결부재를 포함하며,
    상기 터빈부는,
    상기 제1회전부재 및 제2회전부재에 서로 이격되도록 결합되는 복수개의 수직지지대 및 상기 수직지지대의 양측을 각각 연결하는 수평연결대를 포함하는 틀부재,
    상기 틀부재의 내부공간에 서로 교차되도록 배치되어 다수의 구획공간을 형성하는 수직구획부재 및 수평구획부재,
    상기 구획공간에 서로 이격 또는 접촉되도록 배치되는 터빈 블레이드를 포함하는 블레이드 방식의 조류 발전기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수평연결대 및 수평구획부재에는 터빈 블레이드의 양면을 지지하는 레일부가 각각 형성된 블레이드 방식의 조류 발전기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수평구획부재의 레일부에는 상기 터빈 블레이드가 출입하는 출입홀이 형성되고,
    상기 출입홀을 개방 또는 폐쇄하는 개폐부를 더 포함하는 블레이드 방식의 조류 발전기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 개폐부는,
    상기 출입홀의 양측에 위치되도록 레일부에 결합되는 관통구,
    상기 출입홀에 위치되며, 양측에 상기 관통구가 관통하는 관통홀이 형성된 개폐판,
    상기 관통구에 관통설치되어 상기 개폐판을 고정하는 고정핀을 포함하는 블레이드 방식의 조류 발전기.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 레일부에 수용되고 상기 터빈 블레이드의 사이에 각각 배치되는 간격유지몸체, 상기 간격유지몸체의 양측으로 돌출되어 상기 터빈 블레이드를 지지하는 지지부재로 구성되는 간격유지부를 더 포함하는 블레이드 방식의 조류 발전기.
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